最新高考数学文真题、模拟新题分类汇编:数列【含解析】
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1、 D单元数列 D1 数列的概念与简单表示法17、20xx江西卷 已知首项都是1的两个数列an,bn(bn0,nN*)满足anbn1an1bn2bn1bn0.(1)令cn,求数列cn的通项公式;(2)若bn3n1,求数列an的前n项和Sn.17解:(1)因为anbn1an1bn2bn1bn0,bn0(nN*),所以2,即cn1cn2,所以数列cn是以c11为首项,d2为公差的等差数列,故cn2n1.(2)由bn3n1,知an(2n1)3n1,于是数列an的前n项和Sn130331532(2n1)3n1,3Sn131332(2n3)3n1(2n1)3n,将两式相减得2Sn12(31323n1)(2
2、n1)3n2(2n2)3n,所以Sn(n1)3n1.17、20xx新课标全国卷 已知数列an的前n项和为Sn,a11,an0,anan1Sn1,其中为常数(1)证明:an2an.(2)是否存在,使得an为等差数列?并说明理由17解:(1)证明:由题设,anan1Sn1,an1an2Sn11,两式相减得an1(an2an)an1.因为an10,所以an2an.(2)由题设,a11,a1a2S11,可得 a21,由(1)知,a31.若an为等差数列,则2a2a1a3,解得4,故an2an4.由此可得a2n1是首项为1,公差为4的等差数列,a2n14n3;a2n是首项为3,公差为4的等差数列,a2n
3、4n1.所以an2n1,an1an2.因此存在4,使得数列an为等差数列17、20xx新课标全国卷 已知数列an满足a11,an13an1.(1)证明是等比数列,并求an的通项公式;(2)证明.17解:(1)由an13an1得an13.又a1,所以是首项为,公比为3的等比数列,所以an,因此数列an的通项公式为an.(2)证明:由(1)知.因为当n1时,3n123n1,所以,即.于是1.所以.22,20xx重庆卷 设a11,an1b(nN*)(1)若b1,求a2,a3及数列an的通项公式(2)若b1,问:是否存在实数c使得a2nca2n1对所有nN*成立?证明你的结论22解:(1)方法一:a2
4、2,a31.再由题设条件知(an11)2(an1)21.从而(an1)2是首项为0,公差为1的等差数列,故(an1)2n1,即an1(nN*)方法二:a22,a31.可写为a11,a21,a31.因此猜想an1.下面用数学归纳法证明上式当n1时,结论显然成立假设nk时结论成立,即ak1,则ak1111,这就是说,当nk1时结论成立所以an1(nN*)(2)方法一:设f(x)1,则an1f(an)令cf(c),即c1,解得c.下面用数学归纳法证明命题a2nca2n11.当n1时,a2f(1)0,a3f(0)1,所以a2a31,结论成立假设nk时结论成立,即a2kca2k1f(a2k1)f(1)a
5、2,即1ca2k2a2.再由f(x)在(,1上为减函数,得cf(c)f(a2k2)f(a2)a31,故ca2k31,因此a2(k1)ca2(k1)11,这就是说,当nk1时结论成立综上,存在 c使a2nCa2a1对所有nN*成立方法二:设f(x)1,则an1f(an)先证:0an1(nN*)当n1时,结论明显成立假设nk时结论成立,即0ak1.易知f(x)在(,1上为减函数,从而0f(1)f(ak)f(0)11.即0ak11.这就是说,当nk1时结论成立故成立再证:a2na2n1(nN*)当n1时,a2f(1)0,a3f(a2)f(0)1,所以a2a3,即n1时成立假设nk时,结论成立,即a2
6、kf(a2k1)a2k2,a2(k1)f(a2k1)f(a2k2)a2(k1)1.这就是说,当nk1时成立所以对一切nN*成立由得a2n1,即(a2n1)2a2a2n2,因此a2nf(a2n1),即a2n1a2n2.所以a2n11,解得a2n1.综上,由知存在c使a2nc0,a7a100,a7a10a8a90,a960n800?若存在,求n的最小值;若不存在,说明理由18解:(1)设数列an的公差为d,依题意得,2,2d,24d成等比数列,故有(2d)22(24d),化简得d24d0,解得d0或d4.当d0时,an2;当d4时,an2(n1)44n2.从而得数列an的通项公式为an2或an4n
7、2.(2)当an2时,Sn2n,显然2n60n800成立当an4n2时,Sn2n2.令2n260n800,即n230n4000,解得n40或n60n800成立,n的最小值为41.综上,当an2时,不存在满足题意的正整数n;当an4n2时,存在满足题意的正整数n,其最小值为41.20、20xx湖南卷 已知数列an满足a11,|an1an|pn,nN*.(1)若an是递增数列,且a1,2a2,3a3成等差数列,求p的值;(2)若p,且a2n1是递增数列,a2n是递减数列,求数列an的通项公式20解:(1)因为an是递增数列,所以an1an|an1an|pn.而a11,因此.又a1,2a2,3a3成
8、等差数列,所以4a2a13a3,因而3p2p0,解得p或p0.当p0时,an1an,这与an是递增数列矛盾,故p.(2)由于a2n1是递增数列,因而a2n1a2n10,于是(a2n1a2n)(a2na2n1)0.因为,所以|a2n1a2n|0,因此a2na2n1.因为a2n是递减数列,同理可得,a2n1a2n0,故a2n1a2n.由可知,an1an.于是ana1(a2a1)(a3a2)(anan1)11.故数列an的通项公式为an.820xx辽宁卷 设等差数列an的公差为d.若数列2a1an为递减数列,则()Ad0 Ca1d08C解析 令bn2a1an,因为数列2a1an为递减数列,所以2a1
9、(an1an)2a1d1,所得a1d0.18、20xx全国卷 等差数列an的前n项和为Sn.已知a110,a2为整数,且SnS4.(1)求an的通项公式;(2)设bn,求数列bn的前n项和Tn.18解:(1)由a110,a2为整数知,等差数列an的公差d为整数又SnS4,故a40,a50,于是103d0,104d0,解得d,因此d3.故数列an的通项公式为an133n.(2)bn.于是Tnb1b2bn.17、20xx新课标全国卷 已知数列an的前n项和为Sn,a11,an0,anan1Sn1,其中为常数(1)证明:an2an.(2)是否存在,使得an为等差数列?并说明理由17解:(1)证明:由
10、题设,anan1Sn1,an1an2Sn11,两式相减得an1(an2an)an1.因为an10,所以an2an.(2)由题设,a11,a1a2S11,可得 a21,由(1)知,a31.若an为等差数列,则2a2a1a3,解得4,故an2an4.由此可得a2n1是首项为1,公差为4的等差数列,a2n14n3;a2n是首项为3,公差为4的等差数列,a2n4n1.所以an2n1,an1an2.因此存在4,使得数列an为等差数列19,20xx山东卷 已知等差数列an的公差为2,前n项和为Sn,且S1,S2,S4成等比数列(1)求数列an的通项公式;(2)令bn(1)n1,求数列bn的前n项和Tn.1
11、9解: (1)因为S1a1,S22a122a12,S44a124a112,由题意得(2a12)2a1(4a112),解得a11,所以an2n1.(2)由题意可知,bn(1)n1(1)n1(1)n1.当n为偶数时,Tn1.当n为奇数时,Tn1.所以Tn16,20xx陕西卷 ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c.(1)若a,b,c成等差数列,证明:sin Asin C2sin(AC);(2)若a,b,c成等比数列,求cos B的最小值16解:(1)a,b,c成等差数列,ac2b.由正弦定理得sin Asin C2sin B.sin Bsin(AC)sin(AC),sin Asin C2s
12、in(AC)(2)a,b,c成等比数列,b2ac.由余弦定理得cos B,当且仅当ac时等号成立,cos B的最小值为.11、20xx天津卷 设an是首项为a1,公差为1的等差数列,Sn为其前n项和若S1,S2,S4成等比数列,则a1的值为_11解析 S22a11,S44a1(1)4a16,S1,S2,S4成等比数列,(2a11)2a1(4a16),解得a1.22,20xx重庆卷 设a11,an1b(nN*)(1)若b1,求a2,a3及数列an的通项公式(2)若b1,问:是否存在实数c使得a2nca2n1对所有nN*成立?证明你的结论22解:(1)方法一:a22,a31.再由题设条件知(an1
13、1)2(an1)21.从而(an1)2是首项为0,公差为1的等差数列,故(an1)2n1,即an1(nN*)方法二:a22,a31.可写为a11,a21,a31.因此猜想an1.下面用数学归纳法证明上式当n1时,结论显然成立假设nk时结论成立,即ak1,则ak1111,这就是说,当nk1时结论成立所以an1(nN*)(2)方法一:设f(x)1,则an1f(an)令cf(c),即c1,解得c.下面用数学归纳法证明命题a2nca2n11.当n1时,a2f(1)0,a3f(0)1,所以a2a31,结论成立假设nk时结论成立,即a2kca2k1f(a2k1)f(1)a2,即1ca2k2a2.再由f(x
14、)在(,1上为减函数,得cf(c)f(a2k2)f(a2)a31,故ca2k31,因此a2(k1)ca2(k1)11,这就是说,当nk1时结论成立综上,存在 c使a2nCa2a1对所有nN*成立方法二:设f(x)1,则an1f(an)先证:0an1(nN*)当n1时,结论明显成立假设nk时结论成立,即0ak1.易知f(x)在(,1上为减函数,从而0f(1)f(ak)f(0)11.即0ak11.这就是说,当nk1时结论成立故成立再证:a2na2n1(nN*)当n1时,a2f(1)0,a3f(a2)f(0)1,所以a2a3,即n1时成立假设nk时,结论成立,即a2kf(a2k1)a2k2,a2(k
15、1)f(a2k1)f(a2k2)a2(k1)1.这就是说,当nk1时成立所以对一切nN*成立由得a2n1,即(a2n1)2a2a2n2,因此a2nf(a2n1),即a2n1a2n2.所以a2n11,解得a2n1.综上,由知存在c使a2nc60n800?若存在,求n的最小值;若不存在,说明理由18解:(1)设数列an的公差为d,依题意得,2,2d,24d成等比数列,故有(2d)22(24d),化简得d24d0,解得d0或d4.当d0时,an2;当d4时,an2(n1)44n2.从而得数列an的通项公式为an2或an4n2.(2)当an2时,Sn2n,显然2n60n800成立当an4n2时,Sn2
16、n2.令2n260n800,即n230n4000,解得n40或n60n800成立,n的最小值为41.综上,当an2时,不存在满足题意的正整数n;当an4n2时,存在满足题意的正整数n,其最小值为41.17、20xx新课标全国卷 已知数列an满足a11,an13an1.(1)证明是等比数列,并求an的通项公式;(2)证明.17解:(1)由an13an1得an13.又a1,所以是首项为,公比为3的等比数列,所以an,因此数列an的通项公式为an.(2)证明:由(1)知.因为当n1时,3n123n1,所以,即.于是1.所以.19,20xx山东卷 已知等差数列an的公差为2,前n项和为Sn,且S1,S
17、2,S4成等比数列(1)求数列an的通项公式;(2)令bn(1)n1,求数列bn的前n项和Tn.19解: (1)因为S1a1,S22a122a12,S44a124a112,由题意得(2a12)2a1(4a112),解得a11,所以an2n1.(2)由题意可知,bn(1)n1(1)n1(1)n1.当n为偶数时,Tn1.当n为奇数时,Tn1.所以Tn16,20xx陕西卷 ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c.(1)若a,b,c成等差数列,证明:sin Asin C2sin(AC);(2)若a,b,c成等比数列,求cos B的最小值16解:(1)a,b,c成等差数列,ac2b.由正弦定理得
18、sin Asin C2sin B.sin Bsin(AC)sin(AC),sin Asin C2sin(AC)(2)a,b,c成等比数列,b2ac.由余弦定理得cos B,当且仅当ac时等号成立,cos B的最小值为.11、20xx天津卷 设an是首项为a1,公差为1的等差数列,Sn为其前n项和若S1,S2,S4成等比数列,则a1的值为_11解析 S22a11,S44a1(1)4a16,S1,S2,S4成等比数列,(2a11)2a1(4a16),解得a1.19、20xx天津卷 已知q和n均为给定的大于1的自然数设集合M0,1,2,q1,集合Ax|xx1x2qxnqn1,xiM,i1,2,n(1
19、)当q2,n3时,用列举法表示集合A.(2)设s,tA,sa1a2qanqn1,tb1b2qbnqn1,其中ai,biM,i1,2,n.证明:若anbn,则st.19解:(1)当q2,n3时,M0,1,Ax|xx1x22x322,xiM,i1,2,3,可得A0,1,2,3,4,5,6,7(2)证明:由s,tA,sa1a2qanqn1,tb1b2qbnqn1,ai,biM,i1,2,n及anbn,可得st(a1b1)(a2b2)q(an1bn1)qn2(anbn)qn1(q1)(q1)q(q1)qn2qn1qn110,所以s0,于是(a2n1a2n)(a2na2n1)0.因为,所以|a2n1a2
20、n|0,因此a2na2n1.因为a2n是递减数列,同理可得,a2n1a2n12x,原不等式成立假设pk(k2,kN*)时,不等式(1x)k1kx成立当pk1时,(1x)k1(1x)(1x)k(1x)(1kx)1(k1)xkx21(k1)x.所以当pk1时,原不等式也成立综合可得,当x1,x0时,对一切整数p1,不等式(1x)p1px均成立(2)方法一:先用数学归纳法证明anc.当n1时,由题设知a1c成立假设nk(k1,kN*)时,不等式akc成立由an1ana易知an0,nN*.当nk1时,a1.由akc0得11p .因此ac,即ak1c,所以当nk1时,不等式anc也成立综合可得,对一切正
21、整数n,不等式anc均成立再由1可得1,即an1an1c,nN*.方法二:设f(x)xx1p,xc,则xpc,所以f(x)(1p)xp0.由此可得,f(x)在c,)上单调递增,因而,当xc时,f(x)f(c)c.当n1时,由a1c0,即ac可知a2a1aa1c,从而可得a1a2c,故当n1时,不等式anan1c成立假设nk(k1,kN*)时,不等式akak1c成立,则当nk1时,f(ak)f(ak1)f(c),即有ak1ak2c,所以当nk1时,原不等式也成立综合可得,对一切正整数n,不等式anan1c均成立18、20xx湖北卷 已知等差数列an满足:a12,且a1,a2,a5成等比数列(1)
22、求数列an的通项公式(2)记Sn为数列an的前n项和,是否存在正整数n,使得Sn60n800?若存在,求n的最小值;若不存在,说明理由18解:(1)设数列an的公差为d,依题意得,2,2d,24d成等比数列,故有(2d)22(24d),化简得d24d0,解得d0或d4.当d0时,an2;当d4时,an2(n1)44n2.从而得数列an的通项公式为an2或an4n2.(2)当an2时,Sn2n,显然2n60n800成立当an4n2时,Sn2n2.令2n260n800,即n230n4000,解得n40或n60n800成立,n的最小值为41.综上,当an2时,不存在满足题意的正整数n;当an4n2时
23、,存在满足题意的正整数n,其最小值为41.17、20xx江西卷 已知首项都是1的两个数列an,bn(bn0,nN*)满足anbn1an1bn2bn1bn0.(1)令cn,求数列cn的通项公式;(2)若bn3n1,求数列an的前n项和Sn.17解:(1)因为anbn1an1bn2bn1bn0,bn0(nN*),所以2,即cn1cn2,所以数列cn是以c11为首项,d2为公差的等差数列,故cn2n1.(2)由bn3n1,知an(2n1)3n1,于是数列an的前n项和Sn130331532(2n1)3n1,3Sn131332(2n3)3n1(2n1)3n,将两式相减得2Sn12(31323n1)(2
24、n1)3n2(2n2)3n,所以Sn(n1)3n1.17、20xx新课标全国卷 已知数列an满足a11,an13an1.(1)证明是等比数列,并求an的通项公式;(2)证明.17解:(1)由an13an1得an13.又a1,所以是首项为,公比为3的等比数列,所以an,因此数列an的通项公式为an.(2)证明:由(1)知.因为当n1时,3n123n1,所以,即.于是1.所以0,c30,c40,当n5时,cn,而0,得1,所以,当n5时,cn0,n10.又nN*,2.420xx广州调研 已知数列an满足a1,an1,nN*.(1)求证:数列为等比数列(2)是否存在互不相等的正整数m,s,t,使m,
25、s,t成等差数列,且am1,as1,at1成等比数列?如果存在,求出所有符合条件的m,s,t;如果不存在,请说明理由4解:(1)证明:因为an1,所以,所以11.因为a1,所以1,所以数列是首项为,公比为的等比数列(2)由(1)知,1n1,所以an.假设存在互不相等的正整数m,s,t满足条件,则有由an与(as1)2(am1)(at1),得1211,即3mt23m23t32s43s.因为mt2s,所以3m3t23s.又3m3t2 23s,当且仅当mt时,等号成立,这与m,s,t互不相等矛盾,所以不存在互不相等的正整数m,s,t满足条件220xx景德镇质检 已知递增数列an满足a1a2a3an(
26、an)(1)求a1及数列an的通项公式;(2)设cn求数列cn的前2n项和T2n.2解:(1)当n1时,a1(a1),解得a11.当n2时,a1a2a3an1(an1),a1a2a3an(an),所以an(aa1),即(an1)2a0,所以anan11或anan11(n2)又因为数列an为递增数列,所以anan11,所以数列an是首项为1,公差为1的等差数列,所以ann.(2)由cn得cn则T2n(242n)121323(2n1)22n1nn(n1)121323(2n1)22n1n.记Sn121323(2n1)22n1,则4Sn123325(2n1)22n1.由,得3Sn2242622n(2n
27、1)22n1,22242622n(2n1)22n12,所以3Sn(2n1)22n12,所以Sn,即Sn,故T2nn22n.720xx福建闽南四校期末 已知数列an是公差为2的等差数列,且a1,a2,a5成等比数列,则a2的值为()A3 B3 C2 D27A解析 a1,a2,a5成等比数列,aa1a5,a(a22)(a26),解得a23.1020xx郑州质检 已知各项不为0的等差数列an满足a42a3a80,数列bn是等比数列,且b7a7,则b2b8b11等于()A1 B2C4 D810D解析 由已知,得2aa43a8a13d3a121d4a124d4(a16d)4a7,a72或a70(舍去),b72,b2b8b11b1qb1q7b1q10bq18(b1q6)3b8.1720xx温州十校联考 已知二次函数f(x)ax2bx的图像过点(4n,0),且f(0)2n,nN*,数列an满足f,且a14.(1)求数列an的通项公式;(2)记bn,求数列bn的前n项和Tn.17解:(1)f(x)2axb.由题意知f(0)b2n,16n2a4nb0,a,b2n,f(x)x22nx,nN*.又数列an满足f,f(x)x2n,2n,2n.由叠加法可得2462(n1)n2n,化简可得an(n2)当n1时,a14也符合上式,an(nN*)(2)bn2,Tnb1b2bn2121.
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